軟交換技術(shù)及其在電力通信工程中的應(yīng)用

張 洲

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司武漢供電公司信通分公司，湖北 武漢 430000）

軟交換技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種新型的代名詞，不同于電子通信行業(yè)之外的其他代名詞，軟交換除了被行業(yè)內(nèi)部人們所熟悉之外，在行業(yè)以外幾乎很少人了解該項技術(shù)的真正作用。軟交換技術(shù)在近幾年的發(fā)展過程中，在電力通信行業(yè)內(nèi)部應(yīng)用程度越來越高，并且該項技術(shù)在使用過程中具有天然的工作優(yōu)勢，軟交換技術(shù)和以往交換機的功能相同，可以充分實現(xiàn)電話接打功能，并且在使用過程中具有自身獨有的技術(shù)優(yōu)勢。比如，軟交換技術(shù)可以實現(xiàn)在信號接收的情況下，同步進行IP通信，可以以更快的時間處理更加龐大的信息內(nèi)容，同時，也可以大幅度提高電路交換速率，實現(xiàn)更快的分組對接和交換處理，在時間方面節(jié)省了大量的資金和資源，同時也可以保證企業(yè)單位獲取更高的經(jīng)濟利益。

1 軟交換技術(shù)體系

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1.1 媒體接入層

軟交換技術(shù)主要是將電路式交換機的各項工作業(yè)務(wù)直接接入到系統(tǒng)模塊當(dāng)中，獨立形成一個完整的物理實體部分，也稱之為媒體網(wǎng)關(guān)。負(fù)責(zé)將用戶及其相關(guān)的業(yè)務(wù)，直接接入到軟交換網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中進行使用，并且在工作過程中同步完成數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)化，以及協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換處理，將其中所有接入到媒體信息的內(nèi)容，均換成使用IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包，軟交換技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 軟交換技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在軟交換網(wǎng)絡(luò)中進行傳輸，根據(jù)媒體網(wǎng)關(guān)所接入的不同用戶以及業(yè)務(wù)劃分，媒體網(wǎng)關(guān)在工作過程中，可以分為以下幾種類型。

（1）接入網(wǎng)關(guān)主要是提供模擬用戶的接線入口，適用于直接將普通的電話機用戶連接到軟交換系統(tǒng)當(dāng)中進行使用。

（2）無線接入網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)將各種不同類型的無線用戶直接接入到軟交換網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中進行使用。

（3）多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)主要是對各種不同類型的多媒體信息進行處理和接收，同時將視頻信息、音頻信息進行混合處理，通過多媒體為其匹配對應(yīng)的IP數(shù)據(jù)包。

（4）媒體網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)與PSTN交換機設(shè)備、IS-DN交換機設(shè)備當(dāng)中的中繼進行連接，同時將這兩種交換機設(shè)備當(dāng)中的PCM中繼傳輸64kbit/s語言信號，直接轉(zhuǎn)化成IP數(shù)據(jù)信號來進行傳輸。

（5）信息控制指令網(wǎng)關(guān)，主要是將PSTN交換機設(shè)備當(dāng)中的語音信息進行連接，并且將交換機當(dāng)中的7號信息指令直接轉(zhuǎn)化成IP數(shù)據(jù)包。

1.1.2 核心傳輸層

核心傳輸層系統(tǒng)中軟交換網(wǎng)絡(luò)是重要的物理承載部分，主要是實現(xiàn)將邊緣接入層中的各環(huán)節(jié)、網(wǎng)關(guān)控制層中的交換機系統(tǒng)，以及業(yè)務(wù)層中的各種服務(wù)器等軟交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間進行連接。

1.1.3 系統(tǒng)控制層

軟交換所處的工作層面也稱之為控制層，是實現(xiàn)整個軟交換網(wǎng)絡(luò)控制工作的核心要點，其主要功能是針對邊緣位置的接入層，及所有的網(wǎng)關(guān)接入業(yè)務(wù)進行掌控，對其中所有的網(wǎng)元相互之間的通信工作提供必要的連接通道。

1.1.4 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

軟交換技術(shù)主要是實現(xiàn)將PSTN當(dāng)中的業(yè)務(wù)控制工作模塊，獨立設(shè)置成一個完整的物理實體模塊，也稱之為應(yīng)用服務(wù)器模塊。應(yīng)用服務(wù)器在實際工作過程中，可以實現(xiàn)對用戶的各項業(yè)務(wù)以及所生成的新型業(yè)務(wù)提供必要的服務(wù)。通過數(shù)據(jù)服務(wù)器和AAA服務(wù)器，負(fù)責(zé)對用戶的生成信息進行儲存，并且認(rèn)證其中的各項信息內(nèi)容，有效確認(rèn)用戶對于業(yè)務(wù)的使用權(quán)限，充分實現(xiàn)PSTN當(dāng)中的基礎(chǔ)電話業(yè)務(wù)，如圖2所示。補充業(yè)務(wù)及其相關(guān)智能網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，通過使用專用的單個或多個服務(wù)器實現(xiàn)語音數(shù)據(jù)，以及多媒體工作業(yè)務(wù)，可以根據(jù)實際工作要求為用戶方面提供必要的增值服務(wù)。

圖2 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

1.2 主要技術(shù)特點

（1）通過使用分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，保證各個不同系統(tǒng)層之間直接通過標(biāo)準(zhǔn)化的開放性功能接口進行接口通信工作，使得每一層的系統(tǒng)功能在使用工作過程中實現(xiàn)相互獨立，互不產(chǎn)生干擾。

（2）支持設(shè)備的綜合介入。在軟交換體系結(jié)構(gòu)中，可以充分實現(xiàn)各種不同形式設(shè)備的綜合介入，并且充分滿足各種新型業(yè)務(wù)終端系統(tǒng)接口的工作要求，對一種綜合技術(shù)設(shè)備需要同步提供模擬用戶的接線接口，以及相應(yīng)的以太網(wǎng)接口，主要用于普通的電話機及計算機設(shè)備相互之間的連接以及實現(xiàn)信息傳輸。另外一種綜合性技術(shù)設(shè)備主要是為系統(tǒng)提供以太網(wǎng)的專用接口，通過計算機設(shè)備實現(xiàn)語音信息的傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶的同步服務(wù)。

（3）可充分實現(xiàn)更加強大的業(yè)務(wù)控制工作能力，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部可通過使用分層工作體系架構(gòu)，工作業(yè)務(wù)方面可以獨立生成，并且在生成的工作速率方面相對較快。業(yè)務(wù)提供不需要對網(wǎng)絡(luò)層當(dāng)中的各部分節(jié)點進行篡改，單業(yè)務(wù)內(nèi)容形成可以經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)邊緣直接進入其中，并且迅速供給全網(wǎng)絡(luò)進行使用。

（4）可以提供相應(yīng)的網(wǎng)管控制工作機制。軟交換體系結(jié)構(gòu)中可以為其提供全新的策略，網(wǎng)管控制工作機制，可以充分實現(xiàn)動態(tài)化的實時性管控和信息傳輸。

（5）通過使用軟交換技術(shù)，建立起新型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在實際使用工作過程中具有較大的成本優(yōu)勢。軟交換的寬帶電話網(wǎng)絡(luò)，具備更加簡潔的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成特性。相比于傳統(tǒng)形式下的PSTN網(wǎng)絡(luò)，在建設(shè)過程中需要經(jīng)過本地同步網(wǎng)項目進行投入，基于軟交換技術(shù)條件下的寬帶電話，只需要一次性投入即可實現(xiàn)。在寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中建立起更加完善的用戶端，并且實現(xiàn)語音和多媒體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，可以最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)運行工作過程中的資金投入，如圖3所示。

圖3 軟交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

（6）從用戶的工作角度進行分析，傳統(tǒng)形勢下的交換網(wǎng)絡(luò)中，一個設(shè)備廠商通常會提供相應(yīng)的軟硬件及應(yīng)用系統(tǒng)等所有的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，由于用戶方面受到供應(yīng)商的控制和鎖定，并沒有過多的自由選擇空間，因此，在系統(tǒng)的建設(shè)以及后續(xù)的維護工作成本上相對較高。基于人機交換新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以有效解決這一問題所產(chǎn)生的影響，因為廠商產(chǎn)品主要是基于開放性標(biāo)準(zhǔn)來進行使用，用戶可以面向多個廠商購買各種不同層次的系統(tǒng)產(chǎn)品，同時各類不同的產(chǎn)品性價比方面，也可以自行選擇和判斷。

（7）具有更高的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢?；谲浗粨Q技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的承載傳送，比如，基于IETF有效解決了PDM網(wǎng)絡(luò)中容量不足的缺陷和問題，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的承載部分和系統(tǒng)控制部分之間形成分離，允許二者之間分別進行工作，有效解決了單塊集成交換結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響。

1.3 主要技術(shù)功能

（1）業(yè)務(wù)提供和交換功能。軟交換技術(shù)除了具有PSTN交換機所提供的相關(guān)業(yè)務(wù)之外，還可以和智能電網(wǎng)之間進行銜接，有效提供現(xiàn)有的智能網(wǎng)絡(luò)工作業(yè)務(wù)，同時，也可以提供可編程和邏輯化控制的API工作協(xié)議，充分實現(xiàn)和外部應(yīng)用平臺之間的有效聯(lián)通，以及第三方工作業(yè)務(wù)的快速接入。

（2）地址解析與路由功能。通過軟交換設(shè)備的有效應(yīng)用，可以完成E.164地址和IP地址之間的轉(zhuǎn)化以及地址到IP地址之間的轉(zhuǎn)化功能，同時也可以實現(xiàn)一種重復(fù)性定向控制工作能力。

（3）網(wǎng)管計費功能。軟交換技術(shù)在實際使用工作過程中，需要采取更加詳細(xì)的話單以及復(fù)式計次功能，并且根據(jù)實際工作要求將話單直接輸送到對應(yīng)的計費中心中。

（4）呼叫控制功能。該項功能是軟交換技術(shù)中非常重要的功能之一，可以完成基礎(chǔ)呼叫建立、維持信息和釋放，可以提供必要的控制工作條件，包含呼叫處理、信息交換銜接、智能呼叫、觸發(fā)檢測以及資源控制等多項功能。

（5）媒體網(wǎng)關(guān)接入功能。該項功能屬于一種適配性功能形式，可以有效銜接各種媒體網(wǎng)關(guān)，比如PSTN/ISDN的AP、AMD媒體網(wǎng)關(guān)以及對應(yīng)的用戶接口等，同時還可以有效完成H.284協(xié)議系統(tǒng)功能，可以和H.323終端系統(tǒng)與SIP客戶終端系統(tǒng)之間進行連接，提供出相應(yīng)的工作業(yè)務(wù)。

（6）互聯(lián)互通功能?；谲浗粨Q技術(shù)多項協(xié)議支持的功能，與下一代的網(wǎng)絡(luò)開放式結(jié)構(gòu)保持相同，可以通過滿足不同網(wǎng)絡(luò)相互之間所具有的互通功能和特點?，F(xiàn)階段，存在兩種比較流行的IP電話體系結(jié)構(gòu)，其中一種屬于ITU-T形式的H.323工作協(xié)議，另一種屬于IETF所制定的SIP協(xié)議控制工作標(biāo)準(zhǔn)，兩者之間并列存在屬于不可兼容的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，可以有效完成信息呼叫傳輸和信息的快速釋放，同時還可以進行業(yè)務(wù)補充和信息交換等多項功能軟交換技術(shù)，支持多個協(xié)議同步運行兼容多種協(xié)議的融合。

2 軟交換技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用

2.1 電力通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)互通

在電力通信網(wǎng)絡(luò)中，主要包含電話交換、網(wǎng)絡(luò)電力防護數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)自動化數(shù)據(jù)信息收集、計算機信息化管理網(wǎng)絡(luò)等。通過軟交換系統(tǒng)的合理使用，可以為其提供多種信息協(xié)議以及信息通信接口，充分實現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)相互之間的信息互通，同時可以保證不同網(wǎng)關(guān)相互之間的有效關(guān)聯(lián)，特別是針對計算機信息網(wǎng)絡(luò)，與電話網(wǎng)絡(luò)交互之間的功能與作用，可以進行相互之間的系統(tǒng)化管理和業(yè)務(wù)技術(shù)支撐，可以為用戶提供更加方便快捷的通信服務(wù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)擴充更加方便

隨著我國電力通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，針對視頻業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)工作內(nèi)容提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，軟交換技術(shù)的應(yīng)用不但可以更好地支撐語音工作業(yè)務(wù)，同時，使用新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施可以為其提供更多增值性的工作業(yè)務(wù)，以及補充性的業(yè)務(wù)內(nèi)容，并且在交換工作中，可以為其提供開放式的應(yīng)用程序接口，便于提供新型的工作業(yè)務(wù)。現(xiàn)階段，比較流行的電力呼叫系統(tǒng)中心，也稱之為客戶服務(wù)中心，通過引入軟交換技術(shù)有效配合客服服務(wù)中心系統(tǒng)的工作，在整體的工作效率和穩(wěn)定性上得到了全面提升?；谲浗粨Q技術(shù)的呼叫中心，在通信工作過程中成本更低、周期更短，同時可以為用戶提供更好的電力信息服務(wù)，樹立起電力企業(yè)更好的社會形象。

2.3 融合多種不同介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在電力通信網(wǎng)絡(luò)中存在各種不同類型的傳輸工作介質(zhì)，同時各自相互之間保持獨立，具有自身獨有的設(shè)計工作體系。如果引進軟交換技術(shù)，可以實現(xiàn)在一臺交換服務(wù)器當(dāng)中，對各種介質(zhì)信息之間的交換處理。不但在經(jīng)濟使用方面避免了設(shè)備浪費問題，同時還可以全面提高網(wǎng)絡(luò)工作的可靠性及穩(wěn)定性，各種建筑網(wǎng)絡(luò)在工作過程中，可以實現(xiàn)相互之間的有效融合與聯(lián)通。在不同的介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件下，信息傳輸工作過程中可以省略一些比較復(fù)雜的轉(zhuǎn)化工作環(huán)節(jié)，在系統(tǒng)管理工作中更加方便快捷，只需要對中心轉(zhuǎn)換設(shè)備進行必要的維護工作，即可實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)信息內(nèi)容的交換和處理。

2.4 統(tǒng)一方便的網(wǎng)絡(luò)管理

軟交換技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的有效應(yīng)用，具有方便操作及方便維護等特點，其中包含業(yè)務(wù)統(tǒng)計和報警等各項工作內(nèi)容。對于業(yè)務(wù)復(fù)雜的供電系統(tǒng)，通過引入軟交換技術(shù)，可以對各種不同類型的業(yè)務(wù)進行統(tǒng)一分析，如果發(fā)現(xiàn)其中存在故障，可及時發(fā)出警告工作信號。不但如此，軟交換技術(shù)在使用工作過程中，可以詳細(xì)采集相關(guān)工作信息清單，對用戶的用電量、用電話信息等進行計費。整體而言，軟交換技術(shù)在電力系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，并不僅限于以上幾種工作優(yōu)勢。如果在電力通信網(wǎng)絡(luò)中合理引入軟交換技術(shù)，在后續(xù)的發(fā)展中將會有更大的工作效益和成果，因此，該項技術(shù)在未來的使用過程中應(yīng)用前景非常明朗。

3 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段我國已經(jīng)正式將軟交換技術(shù)列入到我國863重點研究工作項目當(dāng)中，并且在世界上從事軟交換技術(shù)的組織正在加快提高對軟交換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中主要功能通信接口協(xié)議以及工作過程中的性能，做出相關(guān)的工作規(guī)范以及要求，因此在未來的發(fā)展過程中，軟交換技術(shù)將會迎來更加長遠(yuǎn)的發(fā)展。